Давньоруське поселення Носів на Руді згадується В Іпатіївському літописі під 1147 роком. Тоді Носів був у складі Чернігово-Сіверської землі Держави Рюриковичів, а після її розпаду — у складі Чернігівського князівства, яке від 1240-х було залежне від держави Джучидів.
У середині 14 століття захоплена литовськими феодалами ввійшла до Київського князівства, з 1471 року — до Київського воєводства як один з форпостів Великого князівства Литовського. У 15 столітті відоме під назвою Носове. Після Люблінської унії 1569 — в складі Польщі. На початку 17 століття належала Київському воєводі Адаму Киселю. Мешканці Носівки брали активну участь у селянсько-козацькому повстанні під керівництвом П. Павлюка (1637), Я. Остряниці (1638).
З 1648 року Носівка — центр сотні Ніжинського полку, з 1667 — Київського полку. З 1782 року — у складі Ніжинського повіту Чернігівського намісництва, з 1802 — губернії. У 1662 і 1679 спалена татарською ордою.
У 1719-ому у селі відбувся виступ Носівських козаків проти утисків проросійськи налаштованої старшини. Козаки виступили проти призначення без їхньої згоди на посаду сотника ставленика старшини багатого козака Билини. Повсталі козаки знищили Універсал гетьмана, зламали сотникову хоругву. Виступ був жорстоко придушений — 30 козаків у кандалах заслано до Сибіру.
У 18 столітті Носівкою володіли князі Кушелеви-Безбородьки. З 1735 Носівка — містечко.
З 1751 — власницею Носівки стала Розумовська Наталія Дем'янівна.
У 17 — 18 століттях в Носівці діяло 5 козацьких шкіл, богодільні. На 1859 внаслідок «воз'єднання» України з Росією залишилася тільки одна парафіяльна школа.
У 1861 через Носівку проходив останній шлях Тараса Шевченка з Петербурга до Канева. На пам'ять про це перед спорудою залізничної станції встановлене погруддя поета.
У 1866 році у Носівці 1991 двір, 11 123 жителів, волосне і сільське правління, поштова станція, винокурний, цукровий, цегельні (2) заводи, училище, відбувалося три ярмарки на рік. Найбільший землевласник — граф Мусін-Пушкін.
У 1897 — 3155 дворів, 16 947 жителів. Муровані — Троїцька церква (1765), Миколаївська (1834), Воскресенська (1891), дерев'яні — Успенська (1796, на початок 20 століття збудовано нову) та Преображенська (1877) церкви. Діяли три земські школи, бібліотека, медпункт, лікарня на цукровому заводі.
З 1960 року Носівка — місто. Діють цукровий комбінат, маслоробний, цегельний, хлібний заводи, меблева фабрика, 6 загальноосвітніх і музична школа, гімназія, будинок школяра, станція юних техніків, спортивна школа, 4 лікарняні заклади.
